Zusammenfassung des Forschungsprogramms
des DFG-Sonderforschungsbereichs Transregio 24
"Grundlagen komplexer Plasmen"

Der Sonderforschungsbereich Transregio 24 (TRR24) „Grundlagen komplexer Plasmen” ist auf nichtthermische Niedertemperaturplasmen fokussiert, wobei „komplex“ sowohl die Einbettung elektrisch geladener Mikroteilchen, die ein stark gekoppeltes Teilsystem bilden, als auch die Anwesenheit negativer Ionen sowie reaktiver Atome und Moleküle in der Wechselwirkung mit Oberflächen einschließt. Dementsprechend wurden in der Anfangsphase des TRR24 zwei Projektbereiche definiert, A: Dynamik und Ordnungsphänomene und B: Reaktivität und Oberflächenprozesse. Durch die Verbindung der Expertise führender Wissenschaftler von der Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald, der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel und dem INP Leibniz-Institut Greifswald, wurde der TRR24 ein starker und konkurrenzfähiger Partner in diesem aktuellen Gebiet der Plasmaforschung. In der zweiten Förderperiode (2009 – 2013) erweiterte der TRR24 seine Forschungsrichtung auf Atmosphärendruckplasmen und Materialwissenschaften unter Einbindung neuer Projekte. Gleichzeitig ergab sich eine engere Verflechtung zwischen den Forschungsbereichen A und B, insbesondere beim Studium von Plasmaprozessen an der Oberfläche von Mikroteilchen oder beim Wachstum von Nanopartikeln aus der Gasphase, sowie eine intensivere Kooperation zwischen den beiden Standorten. In der dritten Förderperiode (2013 – 2017) sind im TRR24 detaillierte Untersuchungen zu den neuen und bedeutenden Erkenntnissen und Entwicklungen aus der zweiten Förderperiode geplant, was zu einem erfolgreichen Abschluss der zu Beginn des TRR24 aufgestellten wissenschaftlichen Zielvorgaben führen wird. Dabei werden z.B. Kristallisationsdynamik, Defektstruktur oder Wellenphänomene beim Übergang vom Cluster zum Bulkmaterial, oder die Rolle negativer Ionen im Plasma bzw. in der Plasmagrenzschicht erforscht. Diese Strategie wird begleitet mit einer Stärkung der anwendungsorientierten Forschung auf dem Gebiet der Nanowissenschaften und beinhaltet Simulationen und Experimente zu der Herstellung von Metall-Polymer-Kompositen, dem Wachstum von Nanoteilchen in der Anfangsphase, der Bildung von Partikeln in Atmosphärendruckentladungen oder Experimente zum Einschluss und der Dynamik von Staubwolken in magnetisierten Plasmen. Als ein neuer Fokus wurde die bedeutende Rolle von Oberflächenladungen identifiziert. Dabei wird eine exakte mikroskopische Theorie zu den Oberflächenladungen mit Experimenten kombiniert wie z.B. zu dem elektrischen Durchbruch in dielektrischen Barrierenentladungen und der Strukturbildung sowie zur Aufladung von Staubteilchen und Kraftmessung vor Oberflächen. Ein zweiter Fokus betrifft das tiefere Verständnis von stark gekoppelten Systemen bei Anwesenheit starker Magnetfelder sowie unter Einfluss einer Ionenströmung oder Rotation. Die strategischen Ziele der dritten Förderperiode werden die längerfristige Entwicklung in diesem Gebiet der Plasmaforschung maßgeblich stimulieren.